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02/10/2014

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Llega el aprendizaje por inducción artificial de patrones neuronales

Científicos desarrollan un sistema que permitirá aumentar el rendimiento atlético o mejorar la memoria, sólo con modificar la actividad cerebral


Un equipo de investigadores japoneses y norteamericanos ha desarrollado un sistema que permite aprender sin esfuerzo, con la simple aplicación de señales de tecnología IRMf en el cerebro. El aprendizaje es posible gracias a que estas señales activan patrones neuronales vinculados a lo que se pretende aprender, sin necesidad siquiera de que el usuario sea consciente. Aunque de momento sólo se ha podido demostrar la utilidad del método en el aprendizaje de tareas visuales sencillas, los científicos esperan que, en un futuro, éste sirva para mejorar la memoria, aumentar el rendimiento atlético o propiciar la recuperación motora tras un accidente o una enfermedad. Por Yaiza Martínez.


Yaiza Martínez
Escritora, periodista, y Directora de Tendencias21. Saber más del autor



Gracias a este sistema, en un futuro podremos modificar nuestros patrones cerebrales para mejorar nuestro rendimiento mental o físico. Imagen: Nicolle Rager Fuller. Fuente: National Science Foundation.
Gracias a este sistema, en un futuro podremos modificar nuestros patrones cerebrales para mejorar nuestro rendimiento mental o físico. Imagen: Nicolle Rager Fuller. Fuente: National Science Foundation.
Investigadores de la Universidad de Boston (BU), en Estados Unidos, y de los Laboratorios de Neurociencia Computacional ATR de Kyoto, en Japón, han demostrado que sería posible aprender sin esfuerzo a tocar el piano, a reducir el estrés mental o a golpear una pelota, utilizando una tecnología cerebral.
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En una serie de experimentos realizados, los científicos constataron que, aplicando señales decodificadas, producidas con tecnología de exploración de resonancia magnética funcional o IRMf, a la corteza visual de un individuo para inducir en ella patrones de actividad neuronal específicos, se puede lograr que dicho individuo mejore su rendimiento en determinadas tareas visuales.

La IRMf es un procedimiento que generalmente se emplea para registrar imágenes de regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada. Por otro lado, la corteza visual es la parte del cerebro encargada de procesar la información visual que llega de la retina.

La clave: la plasticidad del área visual temprana

“El área visual temprana de los adultos es lo suficientemente plástica como para hacer posible el aprendizaje perceptual visual”, explica el director de la investigación, el neurocientífico de la BU, Takeo Watanabe, en un comunicado por la National Science Foundation de Estados Unidos.

En el cerebro de las personas, las imágenes se forman gradualmente. Las áreas visuales tempranas son las que, en este proceso, se encargan de registrar líneas, bordes, formas, colores y movimientos. Después, el cerebro completa las imágenes con más detalles.

Las áreas visuales tempranas fueron escogidas por los científicos para la presente investigación, por tanto, por ser las propiciadoras del aprendizaje y del rendimiento visuales, y también por su plasticidad.

Hasta ahora, ningún estudio al respecto de estas regiones del cerebro “se había centrado en la cuestión de si las áreas visuales tempranas son lo suficientemente plásticas como para causar un aprendizaje perceptual visual”, señala Watanabe.

Las investigaciones previas habían confirmado, eso sí, “la existencia de una relación entre el aumento del rendimiento visual y algunos cambios de las áreas visuales tempranas”. Por otra parte, otros estudios “habían establecido correlaciones entre las áreas visuales altas (en las que la sintonía neuronal es más compleja) y las regiones de decisión del cerebro”, explica el científico.

Aprendizaje inconsciente

Para la realización de los experimentos, el investigador de la Universidad de Boston, Kazuhisa Shibata, diseñó un método que consiste en utilizar la tecnología IMRf para inducir un patrón de activación neuronal particular en las áreas visuales tempranas. El patrón de activación escogido fue similar a un patrón neuronal vinculado a un rasgo visual específico.

Los investigadores probaron si las repeticiones de activación neuronal “artificial” de dicho patrón en las áreas visuales tempranas podían causar una mejora en el rendimiento en tareas visuales sobre dicho rasgo, realizadas por los participantes.

El resultado fue que sí, por lo que, según los científicos, queda demostrado que el sistema, bautizado como “Decoded Neurofeedback” o “DecNef”, puede convertirse en un medio de aprendizaje para la mejora del rendimiento en tareas visuales.

Curiosamente, DecNef resultó efectivo incluso cuando los individuos sometidos a la prueba no eran conscientes de lo que estaban aprendiendo, señalan los autores del estudio.

Takeo Watanabe. Fuente: BU.
Takeo Watanabe. Fuente: BU.
“Lo más sorprendente ha sido que la mera inducción de los patrones de activación neuronal correspondientes a un rasgo visual específico propiciaron la mejora del rendimiento visual sobre ese rasgo visual, aunque el sujeto no fuera consciente de lo que estaba aprendiendo”, asegura Watanabe, que desarrolló la investigación en colaboración con Mitsuo Kawato, director del laboratorio ATR, y Yuka Sasaki, neurólogo del Massachusetts General Hospital de Estados Unidos.

Watanabe añade: “Descubrimos que los individuos no eran conscientes de lo que estaban aprendiendo, a pesar de que los datos registrados antes y después de su entrenamiento de neurorretroalimentación (llevado a cabo con la IRMf) demostraron que su rendimiento visual había mejorado”.

Posibles aplicaciones

En adelante, los investigadores probarán este sistema para ver si sirve para potenciar otros tipos de aprendizaje. Ahora mismo, DecNef podría ser utilizado ya para mejorar, por ejemplo, la memoria. En un futuro más lejano, el sistema podría permitir modificar patrones cerebrales para alcanzar un mejor rendimiento atlético o para propiciar la recuperación motora, tras un accidente o una enfermedad. Asimismo, podría ser utilizado para el tratamiento de algunas enfermedades mentales o del sistema nervioso.

A nivel científico, los investigadores creen que DecNef podría resultar útil para comprender mejor la relación causal entre el cerebro y la mente, así como la causa neuronal de la conciencia. Los resultados de la investigación han aparecido detallados en la revista Science.


Viernes, 9 de Diciembre 2011
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Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Abdiel Alanís el 10/12/2011 05:48
wuuuaaauuu, Este es uno de mis sueños poder aprender cualquier cosa por medio de inducción, Algo muy similar a la película "BATALLA POR LA TIERRA" donde el protagonista aprende Matemáticas, Biología y otro Idioma en poco tiempo a través de un laser que le protectan en la retina, Genial esos Japonese van con todo...

2.Publicado por Chris el 11/12/2011 13:33
Era de esperar que cualquier inducción repetitiva sobre un área neural termina por optimizar el flujo posterior evocado, o aprendido. El cerebro es muy moldeable, incluso sin usar instrumentos, sí además, a medida que se tenga un medidor e inductor de mayor resolución, se podrá entrenar e introducir recuerdos con mejor eficacia. Actualmente ya se hace de forma experimental por medio de MEG+EMT, haciendo que un voluntario vea una película despierto, y luego se estimula repitiendo la misma acústica de la película durante el sueño induciendo algunas zonas para reforzar aun más el recuerdo. El resultado ha sido una vivencia que parece más real, incluso hasta representar al protagonista de la película, por evocar un recuerdo mimético, confundiendo al voluntario entre lo que fue real y lo inducido.

No intentarlo en casa, primero porque es caro tener el equipamiento, y segundo, hay que saber bien lo que se está haciendo. En el otro experimento al que hago referencia tampoco se usa láser, como se muestra en la película que comenta Abdiel. Un láser en la retina es para reparar daños, no para inducir imágenes, porque literalmente va quemando y termina por producir ceguera irreparable.

3.Publicado por Hernando Gomez el 12/12/2011 13:50
Me parcen muy interasante el articulo ya que esto nos ayuda a hacer muy inteligente

4.Publicado por Edgar el 18/01/2012 19:37
Muy interesante, aunque siempre surgen dudas. ¿Lo 'aprendido' queda conectado dentro de la mente u olvidado, como una vivencia antigua? Porque los recuerdos los recuperamos mediante conexiones: si quieres saber qué comiste hace 10 días, no lo piensas directamente sino que tratas de recordar qué hiciste aquél día, si era un día de fiesta o de trabajo, si quedaste con alguien, etc. y poco a poco reconstruyes los recuerdos hasta llegar a la solución.
Entonces, si una máquina me induce un recuerdo, ¿cómo lo rememoro? Me gustaría saber qué se siente! Debe ser una sensación extraña.
Por otra parte esto nos acercaría más aún a la 'fabricación' de humanos programados...tal vez hasta nos inculquen el respeto a los líderes del momento y la aceptación de una vida de esclavitud!!

Esto me recuerda a la película de Arnold "Swazzeneger" (o como se escriba), en la que le inducen todo un viaje como recuerdo...

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